Stabilizator wysokiego napięcia o wydajności 0,5A

[Romekd]

Rozumiem. W takim razie spróbuj maksymalnie uprościć układ zastępując źródło prądowe odpowiednio dobranym rezystorem. Być może projekt maksymalnie uproszczony stanie się bardziej „strawny” dla programu symulującego. Niestety przyjęte założenia co do parametrów układu (wartości napięć) wywołują duże trudność w doborze odpowiednich elementów półprzewodnikowych. Właściwie większość możliwych do zastosowania w układzie elementów to podzespoły opracowane niedawno i często niewystępujące jeszcze w bazach popularnych programów symulacyjnych. Można by jeszcze spróbować poszukać w bazie czegoś z serii popularnych tranzystorów STP (np. STP3NC90, STP4NB90...).
Gdyby jednak nic Ci z tego nie wyszło to daj znać, a może wymyślimy coś zupełnie innego..
Pozdrawiam,
Romek

[OTLamp]

Niestety przyjęte założenia co do parametrów układu (wartości napięć) wywołują duże trudność w doborze odpowiednich elementów półprzewodnikowych. Właściwie większość możliwych do zastosowania w układzie elementów to podzespoły opracowane niedawno i często niewystępujące jeszcze w bazach popularnych programów symulacyjnych.

Dlatego właśnie poleciłem program Circuit Maker 2000: http://www.elektroda.net/download/file586.html


A oto przykładowy zrzut ekranu z fragmentem bazy elementów:

[zymbryk]

Witam
Udalo mi sie zasymulowac uklad w Circuit Maker, wydaje mi sie ze wyniki sa calkiem niezle. Chcialem jednak przeprowadzic probe naglej zmiany obciazenia,lecz nie bardzo wiem jak. Moze jest tu ktos biegly w obsludze tego programu i moglby udzielic mi kilka wskazowek.Z gory dzieki.
Pozdrawiam

[OTLamp]

Witam
Chcialem jednak przeprowadzic probe naglej zmiany obciazenia,lecz nie bardzo wiem jak. Moze jest tu ktos biegly w obsludze tego programu i moglby udzielic mi kilka wskazowek.Z gory dzieki.
Pozdrawiam

Spróbuj może tak: weź jakiś tranzystor mocy, generator impulsów prostokątnych i rezystor będący owym obciążeniem. Emiter do masy, kolektor przez rezystor obciążenia do wyjścia stabilizatora. Tranzystor otwieraj impulsami z generatora. Nie wiem czy to się uda i czy nie wyjdzie za ładnie, ale spróbowac warto.


Pozdrawiam

[ATM]

Układ stabilizatora b. ok.Interesuje mnie problem zwiekszenia max. pradu obciążenia , tzn . ewentualnego równoległego podłaczenia drugiego tranzystora T4 - IRF . Czy to możliwe ? Przyznaję bez bicia że MOSFET'y to dla mnie tajemnica.Jak to diabelstwo liczyć? Prądy bramki? Spadki napięcia na złączu ?Na schemacie piszesz 3,5-6V , nie jest on stały? Okreslony?
Przy normalnych tranzystorach - nie ma problemów , ale jak podejść do tego? Wiem że tu są spore oporności - analizować jako sterowanie napięciowe?Wdzięczny będę za wskazówki .

[Romekd]

Witam.

Układ stabilizatora b. ok.Interesuje mnie problem zwiekszenia max. pradu obciążenia , tzn . ewentualnego równoległego podłaczenia drugiego tranzystora T4 - IRF . Czy to możliwe ? Przyznaję bez bicia że MOSFET'y to dla mnie tajemnica.Jak to diabelstwo liczyć? Prądy bramki? Spadki napięcia na złączu ?Na schemacie piszesz 3,5-6V , nie jest on stały? Okreslony?

Tranzystory unipolarne (polowe) nie posiadają złącza półprzewodnikowego, a ich działanie polega na oddziaływaniu pola elektrycznego (wytwarzanego przez elektrodę zwaną bramką (G)) na przepływ ładunków w cienkiej warstwie półprzewodnika (zwanej kanałem). W tranzystorach typu N nośnikami prądu w kanale są elektrony, natomiast w typie P dziury. Teoretycznie sterowanie tranzystorami polowymi odbywa się bez poboru mocy ze źródła (podobnie jak to ma miejsce w lampach elektronowych). Teoretycznie, gdyż tranzystory polowe dużej mocy posiadają niekiedy bardzo dużą pojemność wynoszącą od kilkaset pF do kilkunastu nF, co przy sterowaniu bramki napięciem zmiennym wymaga jednak pewnej mocy, potrzebnej do przeładowywania tej pojemności wejściowej. Zależność prądu drenu od napięcia bramka-źródło tranzystora MOSFET z kanałem wzbogaconym (najczęściej spotykanym w polowych tranzystorach mocy z izolowana bramką) jest bardzo podobna do mocno przesuniętej w prawo charakterystyki siatkowej triody. Za to prąd płynący przez tranzystor jedynie w bardzo niewielkim stopniu zależy od napięcia dren-źródło (podobnie jak to ma miejsce w przypadku prądu anodowego w pentodach). W zastosowanym w jednym z przedstawionych stabilizatorów tranzystorze IRFP450 spadek oporności kanału (przy temperaturze tranzystora 25° C) daje się zauważyć przy napięciu bramka-źródło +3,2V i prąd drenu przy tym napięciu osiąga ok. 10mA (Uds=5V). Przy zwiększeniu napięcia bramka-źródło do 3,5V prąd ten wzrasta do około 100mA, a przy napięciu 3,8V wynosi już około 500mA. Oznacza to, że w przedstawionych przeze mnie układach napięcie bramka-źródło będzie zależało od: typu użytego tranzystora (jego charakterystyki), wartości prądu pobieranego ze stabilizatora oraz temperatury struktury tranzystora (wzrost temperatury powoduje, że dla zachowania tej samej wartości prądu drenu potrzebne jest nieco niższe napięcie bramka-źródło). Dla zwiększenia prądu wyjściowego opisanych układów można łączyć kilka tranzystorów równolegle (najlepiej tego samego typu i o zbliżonych charakterystykach), jednak pamiętać należy, że to nie prąd lecz moc tracona w tranzystorze powoduje jego silne nagrzewanie się, co oznacza, że przy niewielkiej różnicy napięcia między wejściem a wyjściem stabilizatora można sobie pozwolić na dużo większy pobór prądu (nawet do kilku amper przy stosowaniu pojedynczego tranzystora). Łącząc tranzystory równolegle należy zawsze stosować szeregowo z bramką każdego z nich rezystor (spełnia on podobną funkcję jak rezystor antyparazytowy włączany w obwód siatki pierwszej lampy elektronowej - zmniejsza ryzyko wzbudzenia układu), oraz szeregowe rezystory wyrównawcze w obwodach źródeł każdego z tych tranzystorów (podobnie jak rezystory w katodach lamp łączonych równolegle, stosowane dla wyrównania ich prądów). O innych, lepszych sposobach zwiększenia prądu wyjściowego w stabilizatorach zbudowanych w oparciu o tranzystory unipolarne, a mogących znaleźć zastosowanie w rozmaitych konstrukcjach zasilaczy warsztatowych (służących do zasilania urządzeń lampowych) napiszę w kolejnym poście (o ile kogoś to zainteresuje).

Pozdrawiam serdecznie,
Romek

[ATM]

Dzięki za wyjaśnienie , trochę przybliża mi ono te 'Czarodziejskie" tranzystory. Oczywiście jeśli możesz coś jeszcze na ten temat ciekawego napisać to bardzo chętnie przeczytam .Pozdrawiam .

[ampliman]

Witam
Bardzo zainteresowało mnie wykonanie zasilacza reguowanego wysokonapięciowego. Mam w związku z podanymi schematami pytanie. Jest na nich podana uwaga, aby elementy dzielnika wyjściowego dobrać tak aby prąd przez nie płynący zawierał się w zakresie 0,4 do 1,5mA. Przy podanych zakresach regulacji: 35V do 380V (chodzi mi o ten drugi schemat, dla którego podana jest propozycja płytki) jest to w zasadzie nimożliwe (za mały zakres prądu przy zakresie zmian napięcia wyjściowego). Skąd w zasadzie wynika ten zakres prądu (od dołu - pobór prądu przez T2 a od góry moc rezystorów dzielnika?).
I jeszcze jedno. Jaką rolę pełni rezystor R6 w bazie tranzystora ograniczającego prąd zasilacza?

[Romekd]

Witam.
Początkowo układ miał dostarczać stabilizowanego napięcia z dużo węższym zakresem regulacji. Później jednak pomyślałem, że może on znaleźć zastosowanie jako warsztatowy zasilacz, przydatny przy uruchamianiu układów lampowych. Prąd dzielnika nie jest krytyczny jednak dobierając rezystory i potencjometr należy wziąć pod uwagę, że baza tranzystora T2 pobiera niewielką wartość prądu (ok. 2mA/beta T2) z dzielnika wpływając w ten sposób na zmianę faktycznej wartości napięcia wyjściowego stabilizatora, w stosunku do wartości uzyskanej z obliczeń. Ze względu na to prąd dzielnika nie powinien być zbyt niski. Z drugiej jednak strony prąd ten nie może być nadmiernie wysoki, gdyż to spowoduje powstawanie większych strat mocy w elementach dzielnika, w zakresie wyższych napięć wyjściowych. Mogłoby to doprowadzić do trudności w zdobyciu odpowiednich elementów dzielnika, zapewniających dużą dokładność przy jednocześnie większej mocy dopuszczalnych strat.
Pewne elementy w omawianym stabilizatorze zastosowane są jedynie dla bezpieczeństwa i nie maja one większego znaczenia w poprawnie działającym układzie. Mogą one jednak zmniejszyć skutki nieprzewidzianych awarii. Do elementów tych należą rezystory R3, R4 i R6 (R4 przeciwdziała również wzbudzeniu układu).

Pozdrawiam,
Romek

[Romekd]

Zapomniałem jeszcze wspomnieć o jednej ważnej rzeczy. Otóż główną wadą szeregowych stabilizatorów napięcia jest ich niska sprawność przy dużej różnicy między wyjściowym napięciem stabilizowanym, a napięciem doprowadzonym do układu. Jeżeli różnica napięć jest niewielka to na tranzystorze regulacyjnym traci się stosunkowo niewiele mocy. Problem ten jest szczególnie istotny w regulowanych stabilizatorach o szerokim zakresie regulacji napięcia i dużym prądzie wyjściowym. Załóżmy, że wykonamy stabilizator napięcia anodowego, który dostarcza 550V przy 600V doprowadzonych do układu stabilizatora. W takim przypadku różnica między napięciem wejściowym a wyjściowym wyniesie jedynie 50V co przy prądzie wyjściowym np. 1A wywoła straty mocy na tranzystorze regulacyjnym wynoszące zaledwie 50W, a moc przekazywana dostarczana do urządzenia podłączonego do stabilizatora wyniesie 550W. Jeżeli teraz przy tym samym napięciu wejściowym spróbujemy zmniejszyć napięcie wyjściowe stabilizatora do np. 50V i utrzymamy poprzednią wartość prądu wyjściowego, to relacje te się odwrócą i na obciążeniu uzyskamy 50W, a w tranzystorze regulacyjnym stabilizatora wydzieli się (w postaci ciepła) 550W. Żaden ze znanych mi dostępnych i tanich tranzystorów nie jest w stanie bezpiecznie „przerobić” takiej mocy prądu elektrycznego na ciepło. Są co prawda dostępne na Allegro tranzystory mogące zamienić na ciepło oddane do radiatora ponad 500W mocy, ale pod warunkiem nie przekraczania temperatury obudowy tranzystora 25 °C. Warunek ten jest niestety trudny do spełnienia przy tak dużej ilości wydzielanego przez tranzystor ciepła. Istnieją co prawda metody pozbywania się takiej ilości energii cieplnej, ale są albo kosztowne (chłodzenie wodne, zastosowanie ogniw Poltiera), albo też trudne do realizacji (duże miedziane radiatory z wydajnymi wentylatorami, robiącymi z reguły sporo uciążliwego na dłuższą metę hałasu). Można również zwiększyć ilość równolegle połączonych tranzystorów. Spowoduje to podział mocy między poszczególne tranzystory, co pozwoli im na bezpieczna pracę przy wyższej temperaturze radiatora (np. taki tranzystor SPW47N60C3 może oddawać 415W jeżeli tylko uda się go na tyle skutecznie chłodzić, by temperatura jego obudowy nie przekraczała 25 °C, albowiem przy 120 °C dopuszczalna moc strat spada do 100W, a przy 150 °C do zera – wykres w załączniku). W celu zmniejszenia mocy traconej na tranzystorze (tranzystorach) można również zmodernizować układ rozbudowując go np. o blok sprawdzający napięcie wyjściowe stabilizatora i odpowiednio sterujący napięciem doprowadzonym do stabilizatora. Można w tym celu wykorzystać prościutki układzik wykonany np. na komparatorach, który poprzez odpowiednie sterowanie fazowego regulatora tyrystorowego, włączonego w obwód uzwojenia pierwotnego transformatora sieciowego będzie odpowiednio „dopasowywał” wartość napięcia doprowadzonego do stabilizatora, lub sterował (wskazana niewielka histereza w charakterystyce) zwykłymi przekaźnikami przełączającymi odczepy na uzwojeniu wtórnym (takie rozwiązanie jest często stosowane w zasilaczach warsztatowych i laboratoryjnych). Bardzo ciekawe rozwiązanie, pozwalające zmniejszyć moc traconą w tranzystorze regulacyjnym, przy zachowaniu szerokiego zakresu regulacji napięcia wyjściowego widziałem na stronie Jasia w opracowanym zasilaczu do charakterografu:
http://www.mif.pg.gda.pl/homepages/jasi ... /a-sch.png
W układzie tym elementem zmieniającym napięcie na tranzystorze regulacyjnym jest drugi, bardzo sprytnie włączony tranzystor. W oparciu o podobną ideę można wykonać jeszcze bardziej rozbudowany układ, w którym rolę kilku przekaźników będą spełniały odpowiednio sterowane tranzystory MOS.

Pozdrawiam,
Romek

[Davido]

Jakim innym elementem moge zastąpić tranzystor IGBT BUP200 lub BUP300 dostępnym u nas w Polsce??Dzięki

[Romekd]

Tranzystorki te były (są) dostępne na Sosnowieckiej giełdzie elektronicznej, a ich cena była stosunkowo przystępna (z tego co pamiętam to kilka złotych). Jeżeli chcesz to w sobotę sprawdzę, czy są nadal w sprzedaży i jaka jest ich obecna cena. W razie czego kupię i wyślę Ci.
Dane tych tranzystorów są tutaj:
http://pdf.alldatasheet.com/datasheet-p ... UP200.html

Pozdrawiam,
Romek

[ampliman]

Dziękuję za odpowiedź na moje pytania.
Mam jeszcze inne dotyczące przełączania (regulowania) napięcia na wejściu stablizatora w zależności od wartoci napięcia na obciążeniu.
Czy taka zmiana napięcia wejściowego nie powoduje, że trzeba w jakiś sposób "uodpornić" układ stabilizatora. W jakim zakresie można np. zmienić napięcie wejściowe stabilizatora przedstawionego na drugim schemacie (tym w poście, w którym zamieszczona jest płytka drukowana).

[Davido]

Byłbym wdzięczny za pomoc w kupnie tych tranzystorów>podaj numer konta to zrobie przelew.Jeszcze raz dzieki

[Davido]

Mam jeszcze jedno pytanie a mianowicie czy ktoś wykonał ten schemat poniżej i ma do niego schemat płytki??NIe jestem dobry w Eaglu a nie chciałbym aby mój układ zamienił się w ,,Płonącą pochodnie"